大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统及控制方法，大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统包括：支撑环形基座；整周夹紧组件，整周夹紧组件包括整周夹具基座、夹具环形转盘和多个夹具；协同基座，协同基座设在支撑环形基座的径向内侧，协同基座上设有协同环形导轨；多个加工定位组件，每个加工定位组件包括加工基座、径向动平台、竖向动平台和加工并联定位装置，多个加工定位组件包括多个粗加工定位组件和多个精加工定位组件；多个加工装置，多个加工装置一一对应地设在多个加工并联定位装置上。根据本发明专利技术实施例的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高等优点。工效率高等优点。工效率高等优点。

Multi robot machining system and control method for inner wall of large rotary thin-walled structural parts

【技术实现步骤摘要】
大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及大型航天器零件加工
，具体而言，涉及一种大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统和所述大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统的控制方法。

技术介绍

[0002]以航空、航天为代表的高端制造业体现着国家科技的核心竞争力和重大需求。大型回转类薄壁结构件是运载火箭、航天器舱体等装备的核心零部件，该类零件具有尺寸大、刚性弱、加工特征型面复杂的特点，在作业复杂性、质量一致性、加工效率和精度等方面对基础加工装备性能提出了严峻挑战。
[0003]相关技术中的大型回转类薄壁零件的加工，采用大型专用机床加工，资源冲突现象时有发生，严重影响型号任务的研制进度，而且大型回转类薄壁零件加工面积大，加工特征复杂，专用机床加工效率低下。此外，该类零件具有薄壁特征，加工过程中工件易产生变形，加工精度难以保证。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，该大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高等优点。
[0005]本专利技术还提出一种所述大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统的控制方法。
[0006]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例提出一种大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，所述大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统包括：支撑环形基座，所述支撑环形基座适于放置待加工零件；整周夹紧组件，所述整周夹紧组件包括整周夹具基座、夹具环形转盘和多个夹具，所述夹具环形转盘可转动地设在所述整周夹具基座上且位于所述支撑环形基座的径向外侧，多个所述夹具沿所述夹具环形转盘的周向间隔设置且均位于所述支撑环形基座的径向外侧，所述夹具环形转盘上设有多个弧形滑槽，每个所述夹具上设有滑动凸起，多个所述滑动凸起一一对应地且可滑动地配合在所述弧形滑槽内，所述弧形滑槽构造为通过所述夹具环形转盘的转动带动多个所述夹具沿所述夹具环形转盘的径向移动，每个所述夹具包括夹具基座、弧形卡板和顶部压板，所述滑动凸起设在所述夹具基座上，所述弧形卡板设在所述夹具基座上，所述顶部压板可沿所述夹具环形转盘的径向移动地设在所述夹具基座上，所述弧形卡板适于贴合所述待加工零件的外表面，所述顶部压板适于贴合所述待加工零件的内表面；协同基座，所述协同基座设在所述支撑环形基座的径向内侧，所述协同基座上设有协同环形导轨；多个加工定位组件，多个所述加工定位组件沿所述协同环形导轨的周向排列，每个所述加工定位组件包括加工基座、径向动平台、竖向动平台和加工并联定位装置，所述加工基座可滑动地设在所述协同环形导
轨上，所述加工基座上设有沿所述协同环形导轨的径向定向的径向轨道，所述径向动平台可滑动地设在所述径向轨道上，所述径向动平台上设有竖向轨道，所述竖向动平台可滑动地设在所述竖向轨道上，所述加工并联定位装置设在所述竖向动平台上，多个加工定位组件包括多个粗加工定位组件和多个精加工定位组件，所述粗加工定位组件的所述加工并联定位装置为三轴并联定位装置，所述精加工定位组件的所述加工并联定位装置为五轴并联定位装置；多个加工装置，多个所述加工装置一一对应地设在多个所述加工并联定位装置上。
[0007]根据本专利技术实施例的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，具有适应性强、作业柔性高、加工精度高、加工效率高等优点。
[0008]另外，根据本专利技术上述实施例的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统还包括用于驱动所述夹具环形转盘转动的转盘驱动装置、用于驱动所述加工基座沿所述协同环形导轨滑动的协同驱动装置、用于驱动多个所述径向动平台的多个径向驱动装置、用于驱动多个所述竖向动平台的多个竖向驱动装置。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述转盘驱动装置包括转盘驱动电机、转盘驱动齿轮和转盘驱动齿条，所述转盘驱动齿条设在所述夹具环形转盘上，所述转盘驱动电机设在所述整周夹具基座上，所述转盘驱动齿轮与所述转盘驱动电机传动连接且与所述转盘驱动齿条啮合；或所述转盘驱动装置包括转盘驱动丝杠、转盘驱动滑块和转盘驱动电机，所述转盘驱动电机设在所述整周夹具基座上，所述转盘驱动丝杠与所述转盘驱动电机传动连接，所述转盘驱动滑块与所述转盘驱动丝杠螺纹配合且与所述夹具环形转盘相连；或所述转盘驱动装置包括转盘驱动电动缸、转盘驱动伸缩杆和转盘驱动电机，所述转盘驱动电动缸设在所述整周夹具基座上，所述转盘驱动伸缩杆可沿轴向移动地设在所述转盘驱动电动缸内且与所述夹具环形转盘相连，所述转盘驱动电机设在所述转盘驱动电动缸上且与所述转盘驱动伸缩杆传动连接。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述夹具还包括顶部压板驱动装置，所述顶部压板驱动装置包括驱动单元和驱动轴，所述驱动轴与所述顶部压板相连，所述驱动轴与所述驱动单元传动连接，所述驱动单元设在所述夹具基座上，所述驱动轴由外向内向上倾斜延伸。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述协同驱动装置包括协同驱动齿圈、多个协同驱动齿轮和多个协同驱动电机，所述协同驱动齿圈设在所述协同基座上，每个所述加工基座上设有协同驱动电机，多个所述协同驱动齿轮与多个所述协同驱动电机一一对应地传动连接，多个所述协同驱动齿轮均与所述协同驱动齿圈传动连接。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述径向驱动装置包括径向驱动丝杠和径向驱动电机，所述径向驱动电机设在所述加工基座上，所述径向驱动丝杠与所述径向驱动电机传动连接且与所述径向动平台的螺母螺纹配合。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述竖向驱动装置包括竖向驱动丝杠和竖向驱动电机，所述竖向驱动电机设在所述加工基座上，所述竖向驱动丝杠与所述竖向驱动电机传动连接且与所述竖向动平台的螺母螺纹配合。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述加工并联定位装置包括加工并联定位支架和多个
加工支链，所述加工支链分别与所述加工并联定位支架和所述加工装置相连，所述加工并联定位支架与所述竖向动平台相连，所述加工支链包括中空电机和滚珠丝杠，所述中空电机与所述滚珠丝杠传动连接且通过所述中空电机的转动带动所述滚珠丝杠沿中心轴线转动且沿轴向移动，所述中空电机通过第一加工铰链与所述加工并联定位支架相连，所述滚珠丝杠通过第二加工铰链与所述加工装置相连；或所述加工支链包括支链导轨、支链滑块、支链连杆和滑块电机，所述支链导轨与所述加工并联定位支架相连，所述支链滑块可滑动地设在所述支链导轨上，所述滑块电机与所述支链滑块传动连接，所述支链连杆的一端通过第一加工铰链与所述支链滑块相连且另一端通过第二加工铰链与所述加工装置相连；或所述加工支链包括电动缸、伸缩杆和伸缩电机，所述伸缩杆沿轴向可移动地设在所述电动缸内，所述伸缩电机设在所述电动缸上且与所述伸缩杆传动连接，所述电动缸通过第一加工铰链与所述加工并联定位支架相连，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，其特征在于，包括：支撑环形基座，所述支撑环形基座适于放置待加工零件；整周夹紧组件，所述整周夹紧组件包括整周夹具基座、夹具环形转盘和多个夹具，所述夹具环形转盘可转动地设在所述整周夹具基座上且位于所述支撑环形基座的径向外侧，多个所述夹具沿所述夹具环形转盘的周向间隔设置且均位于所述支撑环形基座的径向外侧，所述夹具环形转盘上设有多个弧形滑槽，每个所述夹具上设有滑动凸起，多个所述滑动凸起一一对应地且可滑动地配合在所述弧形滑槽内，所述弧形滑槽构造为通过所述夹具环形转盘的转动带动多个所述夹具沿所述夹具环形转盘的径向移动，每个所述夹具包括夹具基座、弧形卡板和顶部压板，所述滑动凸起设在所述夹具基座上，所述弧形卡板设在所述夹具基座上，所述顶部压板可沿所述夹具环形转盘的径向移动地设在所述夹具基座上，所述弧形卡板适于贴合所述待加工零件的外表面，所述顶部压板适于贴合所述待加工零件的内表面；协同基座，所述协同基座设在所述支撑环形基座的径向内侧，所述协同基座上设有协同环形导轨；多个加工定位组件，多个所述加工定位组件沿所述协同环形导轨的周向排列，每个所述加工定位组件包括加工基座、径向动平台、竖向动平台和加工并联定位装置，所述加工基座可滑动地设在所述协同环形导轨上，所述加工基座上设有沿所述协同环形导轨的径向定向的径向轨道，所述径向动平台可滑动地设在所述径向轨道上，所述径向动平台上设有竖向轨道，所述竖向动平台可滑动地设在所述竖向轨道上，所述加工并联定位装置设在所述竖向动平台上，多个加工定位组件包括多个粗加工定位组件和多个精加工定位组件，所述粗加工定位组件的所述加工并联定位装置为三轴并联定位装置，所述精加工定位组件的所述加工并联定位装置为五轴并联定位装置；多个加工装置，多个所述加工装置一一对应地设在多个所述加工并联定位装置上。2.根据权利要求1所述的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，其特征在于，还包括用于驱动所述夹具环形转盘转动的转盘驱动装置、用于驱动所述加工基座沿所述协同环形导轨滑动的协同驱动装置、用于驱动多个所述径向动平台的多个径向驱动装置、用于驱动多个所述竖向动平台的多个竖向驱动装置。3.根据权利要求2所述的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，其特征在于，所述转盘驱动装置包括转盘驱动电机、转盘驱动齿轮和转盘驱动齿条，所述转盘驱动齿条设在所述夹具环形转盘上，所述转盘驱动电机设在所述整周夹具基座上，所述转盘驱动齿轮与所述转盘驱动电机传动连接且与所述转盘驱动齿条啮合；或所述转盘驱动装置包括转盘驱动丝杠、转盘驱动滑块和转盘驱动电机，所述转盘驱动电机设在所述整周夹具基座上，所述转盘驱动丝杠与所述转盘驱动电机传动连接，所述转盘驱动滑块与所述转盘驱动丝杠螺纹配合且与所述夹具环形转盘相连；或所述转盘驱动装置包括转盘驱动电动缸、转盘驱动伸缩杆和转盘驱动电机，所述转盘驱动电动缸设在所述整周夹具基座上，所述转盘驱动伸缩杆可沿轴向移动地设在所述转盘驱动电动缸内且与所述夹具环形转盘相连，所述转盘驱动电机设在所述转盘驱动电动缸上且与所述转盘驱动伸缩杆传动连接。4.根据权利要求1所述的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，其特征在于，
所述夹具还包括顶部压板驱动装置，所述顶部压板驱动装置包括驱动单元和驱动轴，所述驱动轴与所述顶部压板相连，所述驱动轴与所述驱动单元传动连接，所述驱动单元设在所述夹具基座上，所述驱动轴由外向内向上倾斜延伸。5.根据权利要求2所述的大型回转类薄壁结构件内壁多机器人加工系统，其特征在于，所述协同驱动装置包括协同驱动齿圈、多个协同驱动齿轮和多个协同驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：解增辉，刘辛军，谢福贵，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：